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北京国仁医院特邀会诊专家徐俊教授:AD的神经影像研究

发布: 2018-11-16  | 来源:新闻报道  |编辑:Jake  |查看:
北京国仁医院特邀会诊专家徐俊教授:AD的神经影像研究
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北京国仁医院特邀会诊专家徐俊教授:AD的神经影像研究
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北京国仁医院特邀会诊专家徐俊教授:AD的神经影像研究
神经影像学:早期诊断阿尔茨海默病的有效工具
如今,AD 已不是一种单纯的神经科疾病,其带来的社会问题和潜在影响为全世界所瞩目。随着医学影像学革命浪潮的到来,其对 AD 的准确诊断和早期发现已经具有不可替代的价值,使得早期干预和治疗成为可能,而且先进的影像检查手段必将为 AD 的研究带来更加广阔的空间。
阿尔茨海默病(AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,其发病率逐年增高,已成为继心脑血管疾病和肿瘤后的第三大危及人类健康的疾病。AD 常起病隐匿,逐步出现记忆力减退、认知功能障碍、精神行为异常等症状,最终死于感染等严重并发症。
既往 AD 主要是在出现痴呆症状后通过认知 - 精神有关量表进行评估,并结合影像学等检查作出临床诊断,但是等临床症状明显时诊断的 AD 患者基本都处于中晚期,现有的治疗方法难以取得满意的疗效。因此,AD 治疗的真正希望在于早期识别和干预。
近年来,随着医学影像学的飞速发展,多种新技术相继问世,如功能磁共振成像(fMRI)、单光子发射型计算机断层(SPECT)、正电子发射型计算机断层 (PET)等。它们各具特点,分别用于显示解剖结构、评价脑功能和代谢、显示分子标记物等,为早期诊断 AD 提供了可能性。
脑结构影像学为早期诊断 AD 提供可能
CTAD 早期的 CT 改变主要是皮质萎缩、脑沟增宽;中晚期还表现有脑室扩大。海马是 AD 累及的主要结构,但是 CT 难以准确显示海马萎缩,且对脑白质的改变敏感性不高,所以逐渐被 MRI 所取代。
MRI 在所有影像学手段中,MRI 对脑解剖结构的显示最清晰,分辨率最高,可清楚区分脑灰质和脑白质,显示痴呆患者脑沟增宽加深、脑室扩大的情况,并可在任意方向直接断层,进行脑内结构(如海马、杏仁核等)的线性、面积和体积测量,为评价患者的脑萎缩状况提供精确指标。
病理研究显示,内侧颞叶,包括海马和内嗅区皮质,在 AD 早期即可出现大量神经元纤维缠结和老年斑沉积。内嗅区皮质为最早受累部位,海马萎缩可能是两者间投射纤维受影响的继发改变。因此,可通过测量海马及内嗅区的结构变化来早期诊断 AD。
MRI 冠状位成像比 CT 更易评价内侧颞叶的变化。研究表明,以 MRI 检查显示海马萎缩作为 AD 患者与正常老年人的区分指标,其敏感度为 80%~90%。
此外,MRI 对脑白质改变的显示敏感性高于 CT,非常适合显示早期脑白质病灶的部位、范围和程度,这在鉴别 AD 与血管性痴呆时起重要作用。患者如在没有或只有轻度 T2WI 脑白质高信号时,则更倾向于诊断 AD。
但是,对 MRI 图像的解释易受个人主观影响,缺乏一致性,且脑室扩大和脑沟增宽也可出现在正常老年人中,并不是痴呆的唯一征象。如需准确评价痴呆患者症状的严重程度,MRI 便略显不足,且对痴呆等原发性神经变性疾病作出早期诊断价值有限。
脑功能影像学有助于辨认 AD 早期病理变化
脑功能影像学检查有助于观察 AD 患者主要的病理学特征——神经元丢失、神经元纤维缠结沉积、胆碱能耗竭、老年斑等,有助于理解其病理生理学机制。由于大脑局部病变早期常表现为血流及代谢活动改变,后期才有结构变化,故脑功能影像学技术能辨认疾病早期病理变化。
MRS:空间分辨率低,临床应用受限
磁共振波谱成像(MRS)利用不同化合物中氢质子的不同共振频率来检测正常组织和病变组织的代谢产物,从而诊断疾病。脑部 MRS 检查通过对脑内一些化合物 成分的研究,反映脑内病变生化代谢的异常,是磁共振技术的重要突破,其中以 1H-MRS 应用较为广泛,能够检测多种代谢物:N- 乙酰天冬氨酸(NAA)、 胆碱(Cho)、肌醇(MI)、肌酸(Cr)等。研究发现,AD 患者的认知功能下降与内颞叶区 NAA/Cr 比值显著降低相关;其颞、顶、额叶的联络皮质内 的 NAA/Cr 比值也明显降低。然而,MRS 因其空间分辨率低,结果易受皮下脂肪及颅骨干扰,不能测量代谢物的绝对浓度,使其不能广泛用于临床。
DWI 和 DTI:可作为早期诊断 AD 的方法
磁共振扩散加权成像(DWI)是一种对组织中水分子的微观运动较为敏感的技术。水分子的扩散能力与组织超微结构对其的限制作用有关,AD 患者脑内淀粉样蛋 白沉积、髓鞘脱失和轴突变性可引起细胞膜破坏,使水分子的扩散力增高,出现相应区域的表观弥散系数增高;同时与老年斑有关的胶质增生可以使细胞外间隙增 大,从而对水分子扩散的限制力下降,使表观弥散系数增高。AD 患者在影像学证实海马体积减少前,就可检测出表观弥散系数的增高。因此,表观弥散系数可作为 AD 病早期诊断有价值的指标。
扩散张量成像(DTI)是在 DWI 基础上发展起来的 MR 新技术,可定向或非对称地研究组织内水的微观运动,跟踪神经纤维的走向,显示脑白质纤维束的走行, 并可观察白质纤维束的空间方向性和完整性。由于 DTI 能反映 AD 患者脑内水分子扩散的异常改变,间接指明扩散屏障,如细胞膜、轴索的病变,又能显示出 T2WI 上形态正常区域的病变,因此可作为 AD 的早期影像学诊断方法。
研究表明,与对照者相比,AD 患者的颞叶皮质下白质,胼胝体后部和前、后扣带回的扩散各向异性(FA)分数明显下降,这些改变主要是灰质内神经元丢失造成和核变性,组织学上表现的髓鞘脱失、轴索及树突减少所致。
尽管 DTI 应用广泛,但也有不足之处,如较小纤维束显示不佳或不能显示;弥散梯度引起涡流,使纤维束方向确定不可靠;磁场不均匀性使图像扭曲变形;水肿等因素使纤维受压与破坏判断不准确。
SPECT:应用最广的脑功能检查影像技术
SPECT 是应用最广的脑功能检查影像技术,通过静脉注射常用的 99mTc 标记的放射性药物如 99mTc2 六甲基丙烯胺肟等作为显像剂,透过血脑屏障后快 速进入脑组织,与局部脑血流量的分布呈正比,在血流丰富的脑组织中发射单光子,然后利用断层扫描和影像重建,构成多个方位的断面和三维立体像,并通过局部 脑血流(rCBF)的测定客观反映脑功能的改变。
绝大部分的 SPECT 研究都证实,AD 患者的双侧颞、顶叶血流灌注下降,可伴有或不伴有轻度额叶灌注下降。Guedj 等对 SPECT 的研究发现,AD 患者 的扣带回后部 rCBF 降低,有助于 AD 的早期诊断和鉴别诊断,还能用来预测遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者向 AD 的转化情况。
SPECT 对人体无创伤,可用于动态观察疾病的演变过程,客观反映疾病严重程度及评价药物的疗效。但由于其空间分辨率较低,影像对比度较差,特异性及准确 性不高,使其应用受到限制,并不是理想的诊断指标。而且大脑局部病变先是代谢活动的降低,继而引起血流的改变,最后才是结构的变异,所以要早期发现大脑局 部的变化,首先应观察到代谢活动的改变,于是 SPECT 成为了早期诊断 AD 的重要方法。
PET-CT:目前应用最广泛的分子影像学技术
PET 是一种借助扫描放射性示踪剂在人体内活动,获取细胞活动或代谢信息,并用以成像的核医学检查方法,也是目前应用最广泛的分子影像学技术。
18F-FDGPET 研究发现,AD 患者有严重的葡萄糖代谢缺陷,其严重程度与尸检发现神经元脱失及神经胶质细胞增生的程度密切相关,并与认知障碍程度平 行。通过反映葡萄糖代谢的显像剂(18F-FDG),能显示出 AD 病灶的分布及葡萄糖代谢变化,直接反映 AD 病变的特定部位及其代谢特征。众多对 FDG- PET 的研究显示,与同年龄的正常组比较,AD 患者显示大脑整体低代谢背景上的局部显著低代谢,包括颞、顶叶,后扣带回,并随病程进展于后期扩展至额叶, 而中央前后回、小脑、丘脑、基底节相对正常。、
此外,FDGPET 对预测 AD 发生具一定价值。边缘系统(海马、内侧丘脑、乳头体、后扣带回)低代谢是 aMCI 的特征性表现。Reiman 等首次报道了 PET 代谢显像异常对预测正常老年人进展为 AD 的价值,认为早期颞顶叶和后扣带回低代谢是 AD 进展的预测指标,且对 AD 诊断具特异性。
PIB-PET 近年来,新的 PET 示踪剂,如 11C-PIB(匹茨堡化合物 B)的问世,使 AD 患者脑内的淀粉样蛋白得以观察。目前,脑 PIBPET 显像大 多采取动态显像,从注射后立即开始 PET 扫描,时间为 60min 或 90min 不等,大多采用大脑皮质感兴趣区(ROI)与小脑比值,或定量分析脑分布容积 比(DVR)以及脑功能分析软件等分析方法。典型 AD 图像 PIB 分布特点是:额前叶、内侧顶叶(特别在楔前叶)、外侧顶叶、部分外侧颞叶皮层、纹状体呈高 分布区域;岛叶、丘脑、枕叶相关皮层相对低摄取;初级视觉皮层及周围区域、内侧颞叶、初级感觉 / 运动区域呈更低区域分布;小脑基本无 PIB 分布。
PIB-PET 比 FDG-PET 葡萄糖代谢改变更敏感,且在 AD 患者认知功能下降的临床症状出现前即能进行早期诊断,并能动态观察疾病变化及药物干预后的疗效,已成为 AD 研究的热点。
以上文字由北京国仁医院特邀会诊专家徐俊教授整理,来源:神经医学

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